NDI型聚氨酯微孔弹性体的性能研究和成果
第1期 姜文英等 NDI型聚氨酯微孔弹性体的性能研究 25
表1 扩链剂种类对微孔弹性体力学性能的影响
扩链剂种类压缩强度/MPa
聚醚
20000190
聚己内酯
3001106
三羟甲
基丙烷
0163
1,42丁二醇0147
注:压缩强度为25%压缩形变下数值。
1—NDI型;2—TDI型
从表1可见,采用聚己内酯(PCL300)为扩链剂制得的NDI,,而且能,;2000和1,42丁二醇交,三羟甲基丙烷限制了硬段氢键形成,使得聚氨酯微孔弹性体的压缩强度较小。214 NDI聚氨酯微孔弹性体的热稳定性
聚氨酯微孔弹性体常常承受高频往复作用力作用,容易生热而导致性能下降,因此考察热稳定性能对其使用非常重要,实验采用PCL300为扩链剂制得的NDI聚氨酯微孔弹性体的TG曲线见图3
。
图1 不同种类聚氨酯微孔弹性体应力变曲线
TDI,。因此,NDI型聚氨酯微
[5,6]
孔弹性体更适用于强冲击、小变形的应用场合。212 异氰酸酯指数对弹性体性能的影响在NDI型聚氨酯微孔弹性体制备过程中,异氰酸酯指数对制品性能有着较大影响。实验中保持其它条件不变,扩链剂为聚醚TMN2000,改变NDI的加入量,观察异氰酸酯指数对聚氨酯微孔弹性体压缩(25%压缩形变)的影响,结果见图2。
图3 NDI型聚氨酯微孔弹性体TGA谱图
图2 异氰酸酯指数对微孔弹性体压缩强度的影响
由图3可见,NDI型聚氨酯微孔弹性体在260℃
时几乎没有明显的热重损失,质量损失5%时的热分解温度为260～290℃,质量损失10%时的热分解温度为290～320℃,而普通聚氨酯的热分解温度为
[7]
240℃,相比之下,NDI型聚氨酯具有更好的热稳定性,能够承受高频作用力下因生热而产生的高温,满足缓冲材料所必备的耐热性能。215 动态力学性能分析
由图2可见,随着异氰酸酯指数的增加,聚氨酯微孔弹性体的压缩强度逐渐增大。这是由于随着异氰酸酯指数增加,分子链段中硬段含量增加,刚性链段增多,交联程度增加,致使压缩强度增大。但异氰酸酯指数过高,会使材料工艺性能下降,一般异氰酸酯指数控制在112～113之间。213 扩链剂对弹性体性能的影响
扩链剂对于改善和调节聚氨酯微孔弹性体的性能有很大作用。本实验采用PCL300、TMN2000、三羟甲基丙烷和1,42丁二醇为扩链剂,其扩链剂加入量与水量之间的摩尔比是5∶1,制备了密度为
3
(350±10)kg/m的NDI型聚氨酯微孔弹性体,其力学性能见表1。
作为减震材料,动态粘弹性是NDI型聚氨酯微
孔弹性体重要指标。本实验以PCL300为扩链剂,对制得的NDI型聚氨酯微孔弹性体进行动态力学分析,并与TDI型聚氨酯微孔弹性体对比,结果见图4。由图4可见,NDI型聚氨酯微孔弹性体与TDI型聚氨酯微孔弹性体相比,具有更低的阻尼因子,更窄的阻尼温域范围,更小的阻尼峰面积。可以推测,高载荷动态使用条件下,NDI型聚氨酯微孔弹性体